操作系統--課堂問答筆記18--習題答案

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【4-3、4-4】

1. 相對於分頁存儲管理，分段存儲管理方式有哪些優勢？
   答：
   1 )方便編程：通常，用戶把自己的作業按照邏輯關係劃分爲若干個段（一個函數或一個子程序對應一個段），每個段都從0開始編址，並有自己的名字和長度。因此，程序員們都迫切地需要訪問的邏輯地址是由段名(段號)和段內偏移量(段內地址)決定的，這不僅可以方便程序員編程，也可使程序非常直觀，更具可讀性。
   2 ) 信息共享：在實現對程序和數據的共享時，是以信息（就是數據）的邏輯單位爲基礎的。比如，共享某個函數。分頁系統中的“頁”只是存放信息的物理單位(塊)，並無完整的意義（因爲一個函數可能放在若干頁中，當然也可能一頁中包含幾個函數的代碼），不便於實現共享；然而段卻是信息的邏輯單位。由此可知，爲了實現段的共享，希望存儲管理能與用戶程序分段的組織方式相適應。
   3 ) 信息保護：信息保護同樣是對信息的邏輯單位進行保護，因此，分段管理方式能更有效和方便地實現信息保護功能（分頁系統中一個函數可能放在若干頁中，要實現一個函數的保護顯然是困難的）。
   4 ) 動態增長：在實際應用中，往往有些段，特別是數據段，在使用過程中會不斷地增長（例如：可能在程序的執行過程中產生了一些臨時數據導致長度增加），而事先又無法確切地知道數據段會增長到多大。前述的其它幾種存儲管理方式，都難以應付這種動態增長的情況，而分段存儲管理方式卻能較好地解決這一問題。
   5 ) 動態鏈接：動態鏈接是指在作業運行之前，並不把幾個目標程序段鏈接起來。要運行時，先將主程序所對應的目標程序裝入內存並啓動運行，當運行過程中又需要調用某段時，纔將目標程序段臨時調入內存並進行鏈接。可見，分段存儲管理方式較容易實現動態鏈接。（分頁系統的頁中除了有某個函數的代碼，也可能有其它函數的代碼，不好實現動態鏈接）

2. 簡述分段存儲管理方式的地址變換原理？
   答：爲了實現從進程的邏輯地址到物理地址的變換功能，在系統中設置了段表寄存器，用於存放段表始址和段表長度TL（就是段表的行數）。在進行地址變換時，系統將邏輯地址中的段號S（0～TL-1）與段表長度TL進行比較。若S>=TL，表示段號太大，是訪問越界，於是產生越界中斷信號；若未越界，則根據段表的始址和該段的段號，計算出該段對應段表項的位置（段表的始址+段號段表項的長度），從中讀出該段在內存的起始地址，然後再檢查段內地址d是否超過該段的段長SL。若超過，即d>SL，同樣發出越界中斷信號；若未越界，則將該段的基址與段內地址d相加（下圖：8K+100=81024+100=8192），即可得到要訪問的內存物理地址。
   

3. 分頁存儲管理和分段存儲管理的主要區別？
   答：
   1 ) 需求：分頁是出於系統管理的需要，是一種信息（就是數據）的物理劃分單位，分段是出於用戶應用的需要，是一種邏輯單位，通常包含一組意義相對完整的信息（在一個段中僅包含一個完整的函數或子程序）。一個函數或子程序可能會跨越兩個頁的分界處（即一個函數或子程序可能放在若干頁中），而不會跨越兩個段的分界處。
   2 ) 大小：頁大小是系統固定的，而段大小則通常不固定（因爲多個函數或子程序的大小顯然不相等）。分段沒有內部碎片（因爲段的大小就是按存放於其中的函數或子程序決定的），但連續存放段產生外碎片，可以通過內存緊縮（緊湊）來消除；分頁產生內部碎片（最後一頁）。相對而言分段方式空間利用率高。
   3 ) 邏輯地址：分頁是一維的，各個模塊在鏈接時必須組織成同一個地址空間；分段是二維的，在標識一個地址時，既需給出段號，又需給出段內地址。
   4 ) 通常段的大小比頁大，因而段表比頁表短，可以縮短查找時間，提高訪問速度。分段模式下，還可針對不同類型採取不同的保護；按段爲單位來進行共享；方便實現動態鏈接。

4. 在一個分段存儲管理系統中，其段表如下表1所示。試求表2中邏輯地址對應的物理地址是什麼？
   
   
   答：